CN113748382A - 光源设备和投影显示设备 - Google Patents

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Abstract

根据本公开内容的实施方式的光源设备包括：支撑基板，所述支撑基板包括位于一个表面上的荧光体层；驱动单元，所述驱动单元使支撑基板被旋转驱动；第一支撑构件，所述第一支撑构件与所述支撑基板的所述一个表面相对的另一表面相对；多个第一散热构件，所述多个第一散热构件根据与荧光体层的距离而各自具有彼此不同的散热性能，所述多个第一散热构件同心圆状地设置在所述支撑基板的所述另一表面上；和多个第二散热构件，所述多个第二散热构件同心圆状地设置在第一支撑构件的与支撑基板相对的表面上，所述多个第二散热构件与所述多个第一散热构件交替地设置。

Description

光源设备和投影显示设备
技术领域
本公开内容涉及：一种光源设备，其包括作为波长转换器的旋转器，所述旋转器包括作为发光单元的荧光体层；和一种包括所述光源设备的投影显示设备。
背景技术
近年来，激光-荧光体系统光源设备已被用作投影仪的光源。在激光-荧光体系统光源设备中，为了防止因灰尘引起的输出劣化或破损，采用了将固定有荧光体的轮子容纳在密闭壳体中的方法。在这种光源设备中，例如，公开了一种光源设备，其中将设置在密封壳体上的多个同心散热构件和设置在轮子侧上的多个同心散热构件组合(例如，参见专利文献1)。在这种光源设备中，通过利用当轮子侧被旋转驱动时在散热构件之间产生的泰勒涡流，提高了散热构件之间的热导率并且有效地冷却了荧光体的发光单元。
引用列表
专利文献
专利文献1：国际公开No.WO 2018/116689
发明内容
对于投影仪的光源设备而言，期望增加光源功率和小型化，并且期望进一步提高散热效率。
期望提供一种能够提高散热效率的光源设备和投影显示设备。
根据本公开内容的实施方式的光源设备包括：支撑基板，所述支撑基板在一个表面上具有荧光体层；驱动单元，所述驱动单元旋转驱动支撑基板；第一支撑构件，所述第一支撑构件与所述支撑基板的所述一个表面相反的另一表面面对面布置；多个第一散热构件，所述多个第一散热构件的散热性能根据与荧光体层的距离而各不相同，所述多个第一散热构件同心圆状地设置在所述支撑基板的所述另一表面上；和多个第二散热构件，所述多个第二散热构件同心圆状地设置在第一支撑构件的面向支撑基板的表面上，所述多个第二散热构件与所述多个第一散热构件交替地布置。
根据本公开内容的实施方式的投影显示设备包括：光源设备；图像生成光学系统，所述图像生成光学系统通过基于输入的图像信号调制来自所述光源设备的光而生成图像光；和投影光学系统，所述投影光学系统投影由所述图像生成光学系统生成的图像光。包括在投影显示设备中的光源设备包括与前述根据本公开内容的实施方式的光源设备相同的部件。
在根据本公开内容的实施方式的光源设备和根据本公开内容的实施方式的投影显示设备中，在包括荧光体层的支撑基板的背表面(另一表面)上设置有多个同心的第一散热构件，所述多个第一散热构件根据与荧光体层的距离而各自具有彼此不同的散热性能。具体地，随着与荧光体层的距离减小，设置具有更高散热性能的散热构件。这由于热扩散效应而降低了荧光体层的温度，同时抑制了重量的增加。
附图说明
[图1]是根据本公开内容的第一实施方式的光源设备中所包括的荧光体轮和壳体的配置示例的截面示意图。
[图2A]是从前表面侧观察图1所示的荧光体轮的情况的平面示意图。
[图2B]是从背表面侧观察图1所示的荧光体轮的情况的平面示意图。
[图3]是根据本公开内容的第一实施方式的光源设备中所包括的荧光体轮和壳体的另一配置示例的截面示意图。
[图4A]是制造图1所示的荧光体轮的工序示例的截面示意图。
[图4B]是图4A之后的工序的截面示意图。
[图5]是示出翘曲的轮基板的特性图。
[图6]是包括图1所示的荧光体轮的光源设备的整体配置的示例的示意图。
[图7]是根据本公开内容的第二实施方式的光源设备中所包括的荧光体轮和壳体的配置的截面示意图。
[图8]是根据本公开内容的第三实施方式的光源设备中所包括的荧光体轮和壳体的配置的截面示意图。
[图9]是根据本公开内容的变形例1的光源设备中所包括的荧光体轮和壳体的配置的截面示意图。
[图10]是根据本公开内容的变形例2的光源设备中所包括的荧光体轮和壳体的配置的截面示意图。
[图11]是根据本公开内容的变形例3的光源设备中所包括的荧光体轮和壳体的配置的截面示意图。
[图12]是根据本公开内容的变形例4的光源设备中所包括的荧光体轮和壳体的配置的截面示意图。
[图13]是根据本公开内容的变形例5的光源设备中所包括的荧光体轮和壳体的配置示例的截面示意图。
[图14]是根据本公开内容的变形例5的光源设备中所包括的荧光体轮和壳体的另一配置示例的截面示意图。
[图15]是根据本公开内容的变形例6的光源设备中所包括的荧光体轮和壳体的配置示例的截面示意图。
[图16]是根据本公开内容的变形例6的光源设备中所包括的荧光体轮和壳体的另一配置示例的截面示意图。
[图17]是根据本公开内容的变形例7的光源设备中所包括的荧光体轮和壳体的配置的截面示意图。
[图18]是包括图1所示的荧光体轮的光源设备的整体配置的另一示例的示意图。
[图19]是包括图6所示的光源设备的投影显示设备的配置示例的一个示例的示意图。
[图20]是包括图6所示的光源设备的投影显示设备的配置示例的另一示例的示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本公开内容的实施方式。以下描述为本公开内容的具体示例，但本公开内容不限于以下实施方式。此外，本公开内容不限于附图中所示的构成元件的布置、尺寸、尺寸比率等。应注意，按照以下顺序给出描述。
1.第一实施方式(其中在轮基板的背表面上设置多个散热构件的示例，所述多个散热构件的散热性能根据与荧光体层的距离而各不相同)
1-1.荧光体轮及其周边的配置
1-2.制造荧光体轮的方法
1-3.光源设备的配置
1-4.工作和效果
2.第二实施方式(包括厚度各不相同的鳍片的多个散热构件的荧光体轮的示例)
3.第三实施方式(包括长度和厚度各不相同的鳍片的多个散热构件的荧光体轮的示例)
4.变形例
4-1.变形例1(其中多个散热构件以一体方式形成的示例)
4-2.变形例2(其中最外侧散热构件与轮基板一体设置的示例)
4-3.变形例3(其中多个散热构件与轮基板以一体方式形成的示例)
4-4.变形例4(其中与荧光体层相比，在内周上进一步设置另一散热构件的示例)
4-5.变形例5(其中在壳体的周边边缘部分上设置倾斜表面的示例)
4-6.变形例6(其中在轮基板的前表面上进一步设置其他散热构件的示例)
4-7.变形例7(透射型荧光体轮的示例)
4-8.变形例8(光源设备的另一配置示例)
5.应用例(投影显示设备)
<1.第一实施方式>
图1示意性地示出了根据本公开内容的第一实施方式的光源设备(光源设备1)中所包括的波长转换器(荧光体轮10A)和壳体20的截面配置的示例。图2A示意性地示出了从前表面侧观察图1所示的荧光体轮10A的平面配置。图2B示意性地示出了从背表面侧观察图1所示的荧光体轮10A的平面配置。图1示出了沿图2A和图2B中所示的线I-I截取的截面配置。此外，图2A和图2B各自示出了散热构件13A、13B和13C的相应鳍片132a、132b和132c的部分。荧光体轮10A例如用作包括在稍后描述的投影显示设备(投影仪1000)的光源设备(例如，光源设备1)中的发光装置(波长转换器)(例如，参见图6和图18)。
根据本实施方式的光源设备1包括：荧光体轮10A，其将从稍后描述的光源单元1110输出的激发光EL(例如，蓝光)的波长转换成荧光FL(例如，黄光)的波长并输出经波长转换的光；和容纳荧光体轮10A的壳体20。荧光体轮10A具有固定到例如具有圆形平面形状的轮基板11的前表面(一个表面；表面11S1)的荧光体层12。在背表面(另一表面；表面11S2)上设置有以轮基板11的旋转中心(O)为中心的多个同心散热构件13。多个散热构件(多个鳍片221)设置在壳体20的内部。多个散热构件(多个鳍片221)与多个散热构件13以嵌套方式设置。在本实施方式中，散热性能根据与荧光体层12的距离而各不相同的的三个散热构件13A、13B和13C作为多个散热构件13设置在轮基板11的背表面(表面11S2)上。在轮状基板11的背表面(表面11S2)设置有彼此不同的散热性能各不相同的多个散热构件13。应注意，图1、图2A和图2B各自示意性地示出了荧光体轮10A和壳体20的配置，并且可与实际尺寸和形状不同。
(1-1.荧光体轮及其周边的配置)
如上所述，在荧光体轮10A中，荧光体层12设置在圆形轮基板11的前表面(表面11S1)上，并且两个散热构件13A、13B和13C设置在圆形轮基板11的背表面(表面11S2)上。荧光体层12形成为环形，例如围绕轮基板11的旋转中心O。轮基板11固定至电机14，并且例如，在光源设备1的操作期间，轮基板11可围绕穿过旋转中心(O)的轴J14A沿箭头C方向旋转。荧光体轮10A旋转以防止光转换效率降低，同时抑制随着激发光EL的施加而引起的局部温度升高并保持结构稳定性。
轮基板11用作支撑荧光体层12的基板，并且还用作散热构件。例如，轮基板11包括无机材料(诸如金属材料)和陶瓷材料。作为轮基板11的构成材料，优选具有高导热性的材料。具体地，轮基板11中的金属材料的示例包括金属单质，诸如铝(Al)、铜(Cu)、钼(Mo)、钨(W)、钴(Co)、铬(Cr)、铂(Pt)、钽(Ta)、锂(Li)、锆(Zr)、钌(Ru)、铑(Rh)和钯(Pd)或包括一种或多种金属的合金。或者，作为轮基板11中的金属材料，可以使用合金，诸如含有80原子％以上W的CuW和含有40原子％以上Mo的CuMo。陶瓷材料的示例包括：含有碳化硅(SiC)、氮化铝(AlN)、氧化铍(BeO)、Si与SiC的复合材料、或SiC与Al的复合材料(其中SiC的含量为50％以上)的陶瓷材料。此外，除了Si、SiC的单质以及诸如金刚石或蓝宝石之类的晶体材料以外，还可以使用石英和玻璃。特别地，作为轮基板11的构成元素，优选具有高导热性的Mo、Si和W的单质。
荧光体层12荧光体层12包含多个荧光体颗粒，并且固定至轮基板11的前表面(表面11S1)。例如，荧光体层12优选地形成为板状，并且包含所谓的陶瓷荧光体或粘合剂型多孔荧光体。粘合剂将一个荧光体颗粒结合到与所述一个荧光体颗粒相邻的另一个荧光体颗粒。例如，粘合剂包括无机材料(诸如水玻璃)的交联体。水玻璃表示硅酸盐化合物，也称为硅酸钠、硅酸钾或硅酸钠(silicate soda)，并且表示其中无水硅酸(SiO2)与氧化钠(Na2O)或氧化钾(K2O)以预定比例混合的液体。水玻璃由分子式Na2O·nSiO2表示。
荧光体颗粒包括吸收从外部施加的激发光EL(例如，激光)以发射荧光FL的颗粒状荧光体。例如，荧光体颗粒包括被波长在蓝色波长范围内(例如，从400nm至470nm)的蓝色激光激发以发射黄色荧光(波长范围在红色波长范围和绿色波长范围之间的光)的荧光材料。作为这样的荧光材料，例如，使用YAG(钇铝石榴石)基材料。
应注意，如图3所示，例如，荧光体层12可固定至轮基板11，其间插入有反射膜15。反射膜15用于反射从外部施加的激发光EL和从荧光体层12发出的荧光FL，从而提高荧光体轮10A中的发光效率。例如，反射膜15除了介电多层膜之外，还包括包含诸如铝(Al)、银(Ag)或钛(Ti)等的金属元素的金属膜。应注意，在轮基板11包含具有光反射性的材料的情况下，可以适当地省略反射膜15。
如上所述，在荧光体轮10A中，例如，三个散热构件13A、13B和13C作为多个散热构件13设置在轮基板11的背表面(表面11S2)上。散热构件13A、13B和13C各自对应于本公开内容的“第一散热构件”的具体示例。如上所述，散热构件13A、13B和13C的散热性能根据与荧光体层12的距离而各不相同。具体地，散热构件13A的散热性能最高，散热构件13B的散热性能次之，散热构件13C的散热性能最低。在本实施方式中，具有最高散热性能的散热构件13A设置在最接近作为热源的荧光体层12的位置，例如，紧接在荧光体层12下方，如图1所示，并且具有最低散热性能的散热构件13C设置在离荧光体层12最远的位置，例如，在轮基板11的周边边缘部分上，如图1所示。散热构件13A、13B和13C从轮基板11的旋转中心(O)依次设置。
散热构件13A、13B和13C包括接合至轮基板11的背表面(表面11S2)的固定部分131(131a、131b和131c)和从固定部分131实质上平行于荧光体轮10A的旋转轴J14弯曲的鳍片132(132a、132b和132c)。散热构件13A、13B和13C。散热构件13A、13B和13C分别经由固定部分131a、131b和131c接合至轮基板11。结果，例如，散热构件13A、13B和13C可在光源设备1的操作期间与轮基板11一起围绕轴J14A旋转。如上所述，鳍片132a、132b和132c分别在与荧光体轮10A的旋转轴J14实质上平行的方向上弯曲，并且各自形成与旋转轴J14实质上平行的圆柱表面。圆柱表面优选地形成为围绕作为中心的旋转轴J14的连续表面，但例如可以在一个或多个点处具有沿旋转轴方向延伸的切口。
在本实施方式中，例如，通过鳍片132a、132b和132c的相应长度来调节散热构件13A、13B和13C的每一者的散热性能。具体地，散热构件13A、13B和13C分别具有长度为11的鳍片132a、长度为12的鳍片132b和长度为13的鳍片132c，并且满足长度11＞12＞13。因此，最接近荧光体层12设置的散热构件13A的鳍片132a的长度最长，并且随着与荧光体层12的距离增加，鳍片132b和132c的长度变短。这使得可以在通过散热构件13A、13B和13C维持发热体(荧光体层12)的冷却效率的同时，减轻荧光体轮10A的重量。
散热构件13A、13B和13C各自优选地包含具有高导热性的材料。具体而言，例如，散热构件13A、13B、13C各自期望地包含纯铝、铝合金、铜合金(诸如铍铜)、碳材料、石墨等。应注意，散热构件13A、13B和13C可包含相同的材料，或者可以各自包含彼此不同的材料。
壳体20容纳包括散热构件13的荧光体轮10A并且防止灰尘附着到荧光体轮10A。壳体20具有正面部分21、背面部分22和侧面部分23。在正面部分21上，透镜24设置在正对荧光体层12的位置处，作为透射激发光EL和荧光FL的透射部分。例如，背面部分22设置有例如以轮基板11的旋转中心(O)为中心的两个鳍片221a和221b作为多个同心鳍片221。即，壳体20的背面部分22对应于本公开内容的“第一支撑构件”，鳍片221a和221b各自对应于本公开内容的“第二散热构件”的具体示例。
鳍片221a和221b各自以相同的长度与背面部分22一体地形成，并且各自形成与荧光体轮10A的旋转轴J14实质上平行的圆柱表面。鳍片221a和221b的圆柱表面各自优选地以与散热构件13A、13B、13C的鳍片132a、132b、132c类似的方式形成为围绕作为中心的旋转轴J14的连续表面，但例如可以在一个或多个点处具有沿旋转轴方向延伸的切口。即，散热构件13A、13B和13C的鳍片132a、132b、132c以及鳍片221a和221b具有彼此相对且实质上彼此平行的表面。
在本实施方式中，鳍片221a和221b与散热构件13A、13B和13C的鳍片132a、132b和132c以嵌套方式设置。具体地，鳍片132a、132b和132c以及鳍片221a和221b从轮基板11的旋转中心(O)开始以鳍片132a、鳍片221a、鳍片132b、鳍片221b和鳍片132c的顺序设置。
鳍片132a、221a、132b、221b和132c的位置优选地以如下方式设置，例如，距离(A)与距离(B)的纵横比(A/B)为2或更大。距离(A)是彼此相对的鳍片132a和鳍片221a的对向面的距离，距离(B)是鳍片132a和鳍片221a之间的距离。类似地，彼此相对的鳍片132b和鳍片221b的对向面的距离与鳍片132b和鳍片221b之间的距离的纵横比优选为2或更大。关于鳍片132c，优选的是，鳍片132c与壳体20的侧面部分23的对象面之间的距离以及鳍片132c和侧面部分23之间的距离具有类似的配置。
结果，当荧光体轮10A被旋转驱动时，在鳍片132a和鳍片221a之间、鳍片132b和鳍片221b之间、以及鳍片132c和侧面部分23之间的流体(例如，空气)中产生泰勒涡流。泰勒涡流由作用在气体上的离心力产生。因此，在本实施方式中，以上述纵横比组合的鳍片具有如下配置：外周侧上的鳍片(鳍片221)被固定，内周侧上的鳍片(鳍片132)被旋转驱动。因此，在荧光体层12中产生并从轮基板11传递到散热构件13的热量被有效地传递到鳍片221a和221b，这使得可以有效地冷却荧光体层12。
应注意，纵横比的上限优选为例如10或更小。这是因为在纵横比超过10的情况下，提高冷却性能的效果下降。此外，这是因为在纵横比为10或更大的情况下，即对应于鳍片的部分变大的情况下，制造散热构件13A、13B和13C以及壳体20的困难程度变高。
优选地，壳体20包含具有高导热性的材料。具体地，壳体20期望地包含例如纯铝、铝合金、铜合金(诸如铍铜)或类似者等。
应注意，在图1中，作为壳体20，示出了密闭壳体，其中正面部分21、背面部分22和侧面部分23彼此接合并与外部完全隔离；然而，壳体20可以是其中轮基板11的前表面(表面11S1)侧敞开的开放式壳体。此外，在本实施方式中，侧面部分23用作与设置在轮基板11的周边边缘部分上的散热构件13C的鳍片132c相对的表面；然而，可以在背面部分22上单独设置另一鳍片作为与鳍片132c相对的表面。
在壳体20具有密封结构的情况下，除了作为流体的空气之外，壳体20还可以填充有比空气具有更高热导率的气体。具体地，壳体20优选地填充有具有比空气的热导率(在20℃的环境中的热导率为0.0257W/mK)更高的热导率的气体。这种气体的示例包括氦气(He)。不仅气体而且液体也可以密封在壳体20中。密封在壳体20中的液体的示例包括水、硅油等，并且优选地选择粘度尽可能低的液体。应注意，在液体密封在壳体20中的情况下，可以利用磁力驱动使荧光体轮10A旋转。
此外，例如，散热结构30可以设置在壳体20的外部，如图1所示。这使得可以提高壳体20中的散热效率。例如，散热结构30包括接合至壳体20的背表面(表面S2)的支撑构件31和安装在支撑构件31上的多个鳍片32。从荧光体轮10A传递到壳体20的热量扩散到空气中。
散热结构30可具有如下配置：其中多个热管安装在壳体20的背表面(表面S2)上，并且散热器耦接至热管的端部。其他散热结构的示例包括液体冷却系统。在液体冷却系统中，管道安装在例如壳体20的表面或侧表面上，并且冷却介质在所述管道中流动，这使得壳体20的热量被传递到冷却介质，从而冷却壳体20。传递到冷却介质的热量通过散热器等散发到空气中。
(1-2.荧光体轮的制造方法)
根据本实施方式的荧光体轮10A例如可如下制造。图4A和图4B各自是制造图1所示的荧光体轮10A的工序的示意图。
首先，如图4A所示，将散热构件13A、13B和13C接合至轮基板11的背表面(表面11S2)。之后，如图4B所示，将荧光体层12接合至轮基板11的前表面(表面11S1)。
图5示出轮基板11的翘曲。在此，将具有95mm直径和0.8mm厚度的铝基板用作轮基板11并且将烧结荧光体用作荧光体层12。在使用热固性粘合剂将荧光体层12固定至铝轮基板11的情况下，热固化后轮基板11的翘曲为0.4。相比之下，如本实施方式中那样，在将多个同心散热构件13固定至轮基板11的背表面(表面11S2)并随后将荧光体层12固定至轮基板11的前表面(表面11S1)的情况下，热固化后轮基板11的翘曲为约0.07。如上所述，在将散热构件13接合至轮基板11的背表面之后接合荧光体层12，使得可以将翘曲减小到轮基板11的翘曲的约1/6。
(1-3.光源设备的配置)
图6是光源设备1的整体配置的示意图。应注意，在图6中，荧光体轮10A与壳体20一起以简化方式示出。光源设备1包括：作为波长转换器的荧光体轮10A；光源单元1110；偏振分束器PBS 1112；四分之一波片1113；以及聚光光学系统1114(1114A和1114B)。在光源设备1中所包含的构件从荧光体轮10A的一侧按照聚光光学系统1114、四分之一波片1113、PBS1112和光源单元1100的顺序设置在从荧光体轮10A输出的白光(复用光Lw)的光路上。
光源单元1110包括输出具有预定波长的光的固态发光装置。在本实施方式中，作为固态发光装置，使用振荡激发光EL(例如，波长为445nm或455nm的蓝色激光)的半导体激光装置，并且从光源单元1110输出线偏振光(例如，S偏振光)的激发光EL。
应注意，在光源单元1110包括半导体激光装置的情况下，可以通过一个半导体激光装置获得预定输出的激发光EL，或者可以通过复用从多个半导体激光装置输出的光来获得预定输出的激发光EL。此外，激发光EL的波长不限于上述数值，而是可以使用任何波长，只要该波长在被称为蓝光的光的波长带内即可。
PBS 1112将从光源单元1110进入的激发光EL和从荧光体轮10A进入的复用光Lw分离。具体地，PBS 1112朝向四分之一波片1113透射从光源单元1110入射的激发光EL。此外，PBS 1112反射从荧光体轮10A入射并透射通过聚光光学系统1114和四分之一波片1113的复用光Lw。反射的复用光Lw进入照明光学系统2(稍后描述)。
四分之一波片1113是相对于入射光产生π/2相位差的相位差装置。在入射光为线偏振光的情况下，四分之一波片1113将线偏振光转换为圆偏振光；在入射光为圆偏振光的情况下，四分之一波片1113将圆偏振光转换为线偏振光。在本实施方式中，作为从PBS 1112输出的线偏振光的激发光EL被四分之一波片1113转换为作为圆偏振光的激发光EL。此外，在从荧光体轮10A输出的复用光Lw中所包含的偏振光的激发光分量被四分之一波片1113转换为线偏振光。
聚光光学系统1114(1114A和1114B)将从四分之一波片1113输出的激发光EL会聚以具有预定的光斑直径，并且将会聚的激发光EL朝荧光体轮10A输出。此外，聚光光学系统1114将从荧光体轮10A输出的复用光Lw转换为平行光，并将平行光向四分之一波片1113输出。应注意，例如，聚光光学系统1114可包括单个准直透镜，可被配置为使用多个透镜将入射光转换为平行光。
将从光源单元1110进入的激发光EL与从荧光体轮10A输出的复用光Lw相分离的光学构件的配置不限于PBS 1112，而是可以使用任何光学构件，只要该光学构件具有能够进行上述光分离操作的配置即可。
(1-4.工作和效果)
根据本实施方式的光源设备1包括荧光体轮10A，其中，在设置有荧光体层12的轮基板11的背表面(表面11S2)上，根据与荧光体层12的距离而散热性能各不相同的三个散热构件13A、13B和13C同心圆状地设置。散热构件13A、13B和13C的每一者的散热性能如下：散热构件13A>散热构件13B>散热构件13C。具有最高散热性能的散热构件13A设置在最接近荧光体层12(例如，紧接在荧光体层12下方)处，接下来设置散热构件13B，并且具有最低散热性能的散热构件13C设置在距荧光体层12最远的位置(例如，在轮基板11的周边边缘部分上)。这使得可以在抑制荧光体轮10A的重量增加的同时有效地扩散由施加激发光EL引起的荧光体层12的发热。这将在下面描述。
近年来，具有小尺寸、长寿命和升降快的激光光源已被广泛用作白光源。尽管主要使用半导体激光器作为激光器，但是半导体激光器在白光源所需的RGB光源中的GB光源的发光效率低。为此，广泛使用的是通过合成蓝色激光和通过用蓝色激光激发荧光体而提取的黄色荧光来产生白光的激光-荧光体系统的光源设备(荧光体激光光源)。
然而，存在荧光体的发光效率随着温度升高而降低的温度猝灭问题。因此，采用了一种通过使用旋转荧光体轮和扩散由激光激发产生的热量来抑制荧光体温度上升的方法。这种光源设备可能会降低发光效率或者可能由于灰尘附着到荧光体轮上而被损坏。因此，在实际产品中，荧光体轮被设置在密闭空间中。如上所述，作为设置在密封空间中的荧光体轮的散热技术，存在以下方法：在轮基板的背表面和密封壳体的与轮基板的背表面相对的表面上提供彼此相互嵌套的同心鳍片，以及利用当轮基板被旋转驱动时在鳍片之间产生的泰勒涡流来提高荧光体的发光单元的冷却效率。
然而，在具有上述散热结构的光源设备中，散热效率与荧光体轮的重量之间的平衡被认为是一个问题。可以通过增加鳍片的数量和增加鳍片的长度来提高上述光源设备的散热效率，但在这种情况下，重量会增加，从而导致尺寸增加和驱动电机成本增加的问题。
相比之下，根据本实施方式的光源设备1例如包括三个散热构件13A、13B和13C，三个散热构件13A、13B和13C的散热性能根据与荧光体层12的距离而各不相同，并且设置在其上设置有荧光体层12的轮基板11的背表面(表面11S2)上。具体地，随着距荧光体层12的距离减小，设置具有更高散热性能的散热构件(散热构件13A)，而随着距荧光体层12的距离增加，设置具有更低散热性能的散热构件(散热构件13C)。这使得可以在抑制荧光体轮10A的重量增加的同时，有效地降低因施加激发光EL而上升的荧光体层12的温度。
如上所述，在本实施方式中，在其上设置有荧光体层12的轮基板11的背表面(表面11S2)上，随着距荧光体层12的距离减小，设置具有更高散热性能的散热构件(散热构件13A)，并且随着距荧光体层12的距离增加，设置具有更低散热性能的散热构件(散热构件13C)。这使得可以在抑制荧光体轮10A的重量增加的同时，有效地冷却因施加激发光EL而发热的荧光体层12。即，可以提高散热效率。
此外，在本实施方式中，三个散热构件13A、13B和13C例如同心圆状地设置在轮基板11的背表面(表面11S2)上。因此，当将荧光体层12固定到前表面(表面11S1)上时，可以减少轮基板11的翘曲。这抑制了荧光体表面的偏转，并允许作为光源输出稳定的功率。即，能够抑制闪烁。还可以抑制噪声。
接下来，给出对本公开内容的第二和第三实施方式和变形例1至8以及应用例的描述。在下文中，与前述第一实施方式的部件相似的部件由相同的附图标记表示，并且在适当的情况下省略其描述。
<2.第二实施方式>
图7示意性地示出了根据本公开内容的第二实施方式的光源设备(光源设备1)中的波长转换器(荧光体轮10B)和壳体20的截面配置。与根据前述第一实施方式的荧光体轮10A一样，荧光体轮10B例如被用作在稍后描述的投影显示设备(投影仪1000)的光源设备(例如，光源设备1)中的发光装置(波长转换器)。根据本实施方式的荧光体轮10B与前述第一实施方式的不同之处在于：采用分别具有不同厚度的鳍片432a、432b和432c的三个散热构件43A、43B和43C作为散热性能各不相同的散热构件43。
与荧光体轮10A一样，在荧光体轮10B中，三个同心的散热构件43A、43B和43C作为多个散热构件43设置在轮基板11的背表面(表面11S2)侧上。与散热构件13A、13B和13C一样，散热构件43A、43B和43C包括接合至轮基板11的背表面(表面11S2)的固定部分431(431a、431b和431c)和实质上平行于荧光体轮10B的旋转轴J14弯曲的鳍片432(432a、432b和432c)。
在散热构件43A、43B和43C中，散热构件43A的散热性能最高，散热构件43B的散热性能次之，而散热构件43C的散热性能最低。在本实施方式中，与前述第一实施方式一样，具有最高散热性能的散热构件43A设置在最接近作为热源的荧光体层12的位置，例如，紧接在荧光体层12下方，并且具有最低散热性能的散热构件43C设置在离荧光体层12最远的位置，例如，在轮基板11的周边边缘部分上。即，从轮基板11的旋转中心(O)依次设置散热构件43A、43B和43C。
在本实施方式中，如上所述，散热构件43A、43B和43C的每一者的散热性能通过鳍片432a、432b和432c的相应厚度来调节。具体地，散热构件43A、43B和43C分别具有厚度为t1的鳍片432a、厚度为t2的鳍片432b、和厚度为t3的鳍片432c，并且满足厚度关系t1＞t2＞t3。因此，最接近荧光体层12设置的散热构件43A的鳍片432a的厚度最厚，并且随着距荧光体层12的距离增加，鳍片432b和432c的厚度变薄。这使得可以在通过散热构件43A、43B、43C维持发热体(荧光体层12)的冷却效率的同时，减轻荧光体轮10A的重量。
如上所述，在本实施方式中，具有不同厚度的鳍片432a、432b和432c的三个散热构件43A、43B和43C被设置成使得具有最高散热性能的散热构件43A设置在最接近荧光体层12的位置(例如，紧接在荧光体层12下方)，并且具有最低散热性能的散热构件43C设置在离荧光体层12最远的位置(例如，在轮基板11的周边边缘部分上)。这使得可以获得与前述第一实施方式类似的效果。
<3.第三实施方式>
图8示意性地示出了根据本公开内容的第三实施方式的光源设备(光源设备1)中的波长转换器(荧光体轮10C)和壳体20的截面配置。与根据前述第一实施方式的荧光体轮10A一样，荧光体轮10C例如被用作在稍后描述的投影显示设备(投影仪1000)的光源设备(例如，光源设备1)中的发光装置(波长转换器)。根据本实施方式的荧光体轮10C与前述第一实施方式的不同之处在于：采用分别具有不同长度和厚度的鳍片532a、532b和532c的三个散热构件53A、53B和53C作为散热性能各不相同的散热构件53。
与荧光体轮10A一样，在荧光体轮10C中，三个同心的散热构件53A、53B和53C作为多个散热构件53设置在轮基板11的背表面(表面11S2)侧上。散热构件53A、53B和53C包括接合至轮基板11的背表面(表面11S2)的固定部分531(531a、531b和531c)和实质上平行于荧光体轮10C的旋转轴J14弯曲的鳍片532(532a、532b和532c)。
在散热构件53A、53B和53C中，散热构件53A的散热性能最高，散热构件53B的散热性能次之，而散热构件53C的散热性能最低。在本实施方式中，与前述第一实施方式一样，具有最高散热性能的散热构件53A设置在最接近作为热源的荧光体层12的位置，例如，紧接在荧光体层12下方，并且具有最低散热性能的散热构件53C设置在离荧光体层12最远的位置，例如，在轮基板11的周边边缘部分上。即，从轮基板11的旋转中心(O)依次设置散热构件53A、53B和53C。
在本实施方式中，如上所述，散热构件53A、53B和53C的每一者的散热性能通过鳍片532a、532b和532c的相应长度和相应厚度来调节。具体地，散热构件53A、53B和53C分别具有长度为l1且厚度为t1的鳍片532a、长度为l2且厚度为t2的鳍片532b、和长度为l3且厚度为t3的鳍片532c，并且满足长度关系l1＞l2＞l3和厚度关系t1＞t2＞t3。因此，最接近荧光体层12设置的散热构件53A的鳍片532a的长度最长且厚度最厚，并且随着距荧光体层12的距离增加，鳍片532b和532c的长度变短且厚度变薄。这使得可以在通过散热构件53A、53B和53C维持发热体(荧光体层12)的冷却效率的同时，减轻荧光体轮10A的重量。
如上所述，在本实施方式中，具有不同长度和厚度的鳍片532a、532b和532c的三个散热构件53A、53B和53C被设置成使得具有最高散热性能的散热构件53A设置在最接近荧光体层12的位置(例如，紧接在荧光体层12下方)，并且具有最低散热性能的散热构件53C设置在离荧光体层12最远的位置(例如，在轮基板11的周边边缘部分上)。这使得与前述第一实施方式类似的效果相比，可以提高散热效率。
例如，在直径为95mm、厚度为0.8mm的轮基板11上设置四个具有均匀截面形状的同心圆鳍片的荧光体轮和与本实施方式一样在轮基板11上设置四个具有不同长度和不同厚度的鳍片的荧光体轮的情况下，并且在轮重相同的情况下，后者的荧光体轮预期具有约5％的峰值降温效果。此外，例如，如果荧光体轮具有相同的冷却效率，则可以减轻后者的荧光体轮的重量，并且可以延长后者的荧光体轮的电机14的寿命。
<4.变形例>
(4-1.变形例1)
图9示意性地示出了根据本公开内容的变形例1的光源设备(光源设备1)中的波长转换器(荧光体轮10D)和壳体20的截面配置。与根据前述第一实施方式的荧光体轮10A一样，荧光体轮10D例如被用作在稍后描述的投影显示设备(投影仪1000)的光源设备(例如，光源设备1)中的发光装置(波长转换器)。根据本变形例的荧光体轮10D与上述第三实施方式等的不同之处在于：设置在轮基板11的背表面(表面11S2)上的多个鳍片632一体地形成。
与根据前述第三实施方式的荧光体轮10C一样，在荧光体轮10D中，具有不同长度和不同厚度的三个同心鳍片632a、632b和632c在轮基板11的背表面(表面11S2)侧上一体地形成为多个散热构件63。在本变形例中，鳍片632a、632b和632c形成在与轮基板11的背表面(表面11S2)接合的公共固定部分(固定部分631)上。
这种以一体方式形成的多个散热构件63例如可以通过切割、铸造、3D打印等来制造。
如上所述，在本变形例中，包括在多个散热构件63中的鳍片632a、632b和632c一体地形成在公共固定部分(固定部分631)上。这增加了轮基板11与散热构件63之间的接触面积，从而降低了接触电阻。因此，与前述第三实施方式相比，可以进一步提高散热效率。
(4-2.变形例2)
图10示意性地示出了根据本公开内容的变形例2的光源设备(光源设备1)中的波长转换器(荧光体轮10E)和壳体20的截面配置。与根据前述第一实施方式的荧光体轮10A一样，荧光体轮10E例如被用作在稍后描述的投影显示设备(投影仪1000)的光源设备(例如，光源设备1)中的发光装置(波长转换器)。根据本变形例的荧光体轮10E与上述第三实施方式的不同之处在于：在设置于轮基板71的背表面(表面71S2)上的多个散热构件73中，设置在轮基板71的周边边缘部分上的散热构件73C与轮基板71一体地形成。
与根据前述第三实施方式的荧光体轮10C一样，荧光体轮10E设置有具有不同长度和不同厚度的三个同心散热构件53A、53B和73C，作为在轮基板11的背表面(表面71S2)侧上的多个散热构件73。在本变形例中，在三个散热构件53A、53B、73C中，通过将轮基板71的周边边缘部分向背表面(表面71S2)弯曲，使设置在最外周边上的散热部件73C的鳍片732c与轮基板71一体地形成。
如上所述，在本变形例中，在多个散热构件73中，设置在最外周边上的散热构件73C与轮基板71一体地形成。这消除了最外部散热构件73C与轮基板71之间的接触电阻。因此，与前述第三实施方式相比，可以进一步提高散热效率。
(4-3.变形例3)
图11示意性地示出了根据本公开内容的变形例3的光源设备(光源设备1)中的波长转换器(荧光体轮10F)和壳体20的截面配置。与根据前述第一实施方式的荧光体轮10A一样，荧光体轮10F例如被用作在稍后描述的投影显示设备(投影仪1000)的光源设备(例如，光源设备1)中的发光装置(波长转换器)。根据本变形例的荧光体轮10F与上述第三实施方式的不同之处在于：设置在轮基板81的背表面(表面81S2)上的多个散热构件83与轮基板81一体地形成。
与前述第三实施方式的荧光体轮10C一样，荧光体轮10F设置有具有不同长度和不同厚度的三个同心散热构件83A、83B和83C，作为在轮基板11的背表面(表面81S2)侧上的多个散热构件83。在本变形例中，三个散热构件83A、83B和83C与轮基板81一体地形成。
这种以一体方式形成的多个散热构件83例如可以通过切割、铸造、3D打印等来制造。
如上所述，在本变形例中，设置在轮基板81的背表面(表面81S2)上的多个散热构件83与轮基板81一体地形成。这消除了最外部散热构件83C与轮基板81之间的接触电阻。因此，与前述变形例2相比，可以进一步提高散热效率。
在本变形例中，如图3所示，优选荧光体层12经由反射膜15固定至轮基板81。结果，与通过切割或3D打印制造的多个散热构件83一体地形成的轮基板81的与荧光体层12接触的表面所需的表面粗糙度和反射率降低。因此，可以降低成本。
(4-4.变形例4)
图12示意性地示出了根据本公开内容的变形例4的光源设备(光源设备1)中的波长转换器(荧光体轮10C)和壳体20的截面配置。与根据前述第一实施方式的荧光体轮10A一样，荧光体轮10C例如被用作在稍后描述的投影显示设备(投影仪1000)的光源设备(例如，光源设备1)中的发光装置(波长转换器)。根据本变形例的荧光体轮10C是前述第三实施方式的变形例，其中在荧光体层12的内周上进一步设置有散热构件(例如，散热构件53D)，作为设置在轮基板11的背表面(表面11S2)上的多个散热构件53。此外，壳体20进一步设置有与散热构件53D接合的鳍片221d。
如上所述，在荧光体层12的内周上进一步设置有散热构件53D。这使得可以进一步提高散热效率,而不增加荧光体轮10C的外部尺寸。
(4-5.变形例5)
图13示意性地示出了根据本公开内容的变形例5的光源设备(光源设备1)中的波长转换器(荧光体轮10C)和壳体20的截面配置。与根据前述第一实施方式的荧光体轮10A一样，荧光体轮10C例如被用作在稍后描述的投影显示设备(投影仪1000)的光源设备(例如，光源设备1)中的发光装置(波长转换器)。根据本变形例的荧光体轮10C是前述第三实施方式的变形例，其中根据设置在轮基板11上的多个散热构件53A、53B和53C的形状变化，在壳体20的背面侧的周边边缘部分上形成倾斜表面20X。
如上所述，根据散热构件53A、53B和53C的形状变化，例如，鳍片532a、532b和532c的长度，在壳体20的背面侧的周边边缘部分上设置倾斜表面20X。这缩短了已经从散热构件53A和53B传递到鳍片221a和221b的热量排放到外部空气的路径，并且使得可以降低热阻。因此，与前述第三实施方式相比，可以进一步提高散热效率。此外，还可以使容纳荧光体轮10C的壳体20小型化。
应注意，虽然图13示出了倾斜表面20X设置在壳体20的背面侧的周边边缘部分上的示例，但壳体20的形状不限于此。例如，如图14所示，可根据散热构件53A、53B和53C的形状变化，在壳体20的背面侧的周边边缘部分上设置台阶20Y1和20Y2。
(4-6.变形例6)
图15示意性地示出了根据本公开内容的变形例6的光源设备(光源设备1)中的波长转换器(荧光体轮10G)和壳体20的截面配置。与根据前述第一实施方式的荧光体轮10A一样，荧光体轮10G例如被用作在稍后描述的投影显示设备(投影仪1000)的光源设备(例如，光源设备1)中的发光装置(波长转换器)。在根据本变形例的荧光体轮10G中，在轮基板11的前表面(表面11S1)上的荧光体层12的外周边上进一步设置有多个散热构件56。
在荧光体轮10G中，除了轮基板11的背表面(表面11S2)侧之外，前表面(表面11S1)侧也设置有多个同心散热构件56，每个散热构件56均具有彼此不同的散热功能并以轮基板11的旋转中心(O)为中心。在本变形例中，与根据前述第三实施方式的荧光体轮10C一样，例如，设置具有不同长度和不同厚度的两个同心散热构件56A和56B，作为多个散热构件56。关于两个散热构件56A和56B，散热构件56A的散热性能高于散热构件56B的散热性能，并且散热构件56A距荧光体层12的距离小于散热构件56B距荧光体层12的距离。散热构件56B的散热性能低于散热构件56A的散热性能，并且例如设置在轮基板11的周边边缘部分上。两个散热构件56A和56B各自对应于本公开内容的“第三散热构件”的具体示例。
此外，在本变形例中，例如以轮基板11的旋转中心(O)为中心的两个同心鳍片211(211a、211b)例如设置在壳体20的前表面部分21上，并且与提供在轮基板11的前表面(表面11S1)上的散热构件56A和56B以嵌套方式设置。即，壳体20的前表面部分21对应于本公开内容的“第二支撑构件”的具体示例，两个鳍片211(211a和211b)分别对应于本公开内容的“第四散热构件”的具体示例。
如上所述，在本变形例中，在轮基板11的前表面(表面11S1)上提供散热性能各不相同的两个同心散热构件56A和56B，并且进一步地，在壳体20的前表面部分21上以与两个同心散热构件56A和56B嵌套的方式提供两个鳍片211a和211b。结果，当荧光体轮10G被旋转驱动时，在散热构件56A与鳍片211a之间以及散热构件56B与鳍片211b之间的流体中产生泰勒涡流，从而使得可以将由荧光体层12产生的热量也从轮基板11的前表面(表面11S1)侧有效地传递到壳体20。因此，与前述第三实施方式相比，可以进一步提高散热效率。
应注意，尽管图15示出了其中电机14设置在轮基板11的背表面(表面11S2)侧上的示例，例如，电机14可以设置在轮基板11的前表面(表面11S1)侧上，如图16所示。这使得可以缩短形成在背面部分22上的鳍片221a和221b的长度，并且可以缩短已经从散热构件53A和53B传递到鳍片221a和221b的热量排放到外部空气的路径。因此，与前述变形例5相比，可以降低热阻，并且可以进一步提高散热效率。这类似地适用于第一至第三实施方式、变形例1至5以及接下来要描述的变形例7。
(4-7.变形例7)
图17示意性地示出了根据本公开内容的变形例7的光源设备(光源设备1)中的波长转换器(荧光体轮10H)和壳体20的截面配置。与根据前述第一实施方式的荧光体轮10A一样，荧光体轮10H例如被用作在稍后描述的投影显示设备(投影仪1000)的光源设备(例如，光源设备1)中的发光装置(波长转换器)。根据本变形例的荧光体轮10H是所谓的透射型波长转换器，其中将在荧光体层12中转换的荧光FL从与激发光EL入射方向相反的一侧射出。
与前述第三实施方式的荧光体轮10C一样，荧光体轮10H设置有具有不同长度和不同厚度的四个同心散热构件93A、93B、93C和93D，作为在轮基板11的背表面(表面91S2)侧上的多个散热构件93。
四个散热构件93A、93B、93C和93D以这样的方式设置：与变形例4一样，散热构件93A、93B和93C设置在荧光体层12的外周边上，并且散热构件93D设置在荧光体层12的内周边上。在四个散热构件93A、93B、93C和93D中，散热构件93A和93D分别具有比另外两个散热构件93B和93C更高的散热性能，并且散热构件93A和93D的散热性能相同。两个散热构件93A和93D例如以固定部分931a和931b沿相反方向延伸的方式设置，以便不妨碍从壳体20的背表面(表面S2)侧进入的激发光EL施加到荧光体层12。
另外，在壳体20的背表面部分22中激发光EL进入的位置处(与荧光体层12正对的位置处)设置透镜25。透镜25例如可以是控制将激发光EL施加到荧光体层12的程度的凹透镜。
如上所述，可以将本技术应用于透射型波长转换器(荧光体轮10H)。除了与前述第三实施方式类似的效果之外，可以抑制荧光体轮10H的重量增加并且有效地冷却通过施加激发光EL而被加热的荧光体层12，从而使得可以提高散热效率。
应注意，尽管图17示出了其中激发光EL通过壳体20的背表面(表面S2)侧进入并且荧光FL通过壳体20的前表面(表面S1)侧输出的示例，但是该示例不限于此，而是激发光EL可以通过壳体20的前表面(表面S1)侧进入并且荧光FL可以通过壳体20的背表面(表面S2)侧输出。
(4-8.变形例8)
图18是前述第一实施方式中所示的光源设备1的另一配置示例的示意图。光源设备1例如可具有以下配置。
光源设备1包括荧光体轮10A、漫射器1127、发射激发光或激光的光源单元1110、透镜1121至1124、分色镜1125和反射镜1126。漫射器1127耦接至电机1128，并且可绕轴J1127旋转。光源单元1110包括第一激光器组1110A和第二激光器组1110B。第一激光器组1110A包括振荡激发光(例如，波长为445nm或455nm)的多个半导体激光器装置1111A，并且第二激光器组1110B包括振荡蓝色激光(例如，波长为465nm)的多个半导体激光器装置1111B。在此，为方便起见，由第一激光组1110A振荡的激发光用EL1表示，由第二激光组1110B振荡的蓝色激光(以下简称为蓝光)用EL2表示。
在光源设备1中，荧光体轮10A被设置为使来自第一激光器组1110A的已经穿过透镜1121、分色镜1125和透镜1122的激发光ELl进入荧光体层12。从荧光体轮10A输出的荧光FL被分色镜1125反射，随后穿过透镜1123，并朝向外部射出，例如朝向稍后描述的照明光学系统2射出。漫射器1127使来自第二激光器组1110B的通过反射镜1126的蓝光(激光EL2)漫射。由漫射器1127漫射的蓝光(激光EL2)穿过透镜1124和分色镜1125，之后，穿过透镜1123并朝向外部射出，即，朝向照明光学系统2射出。
应注意，期望在光源设备1中设置冷却风扇，以冷却与激发光ELl和激光EL2的施加相关的在荧光体层12中产生的热量。此外，光源设备1中所包括的各个构件的布局不限于图18所示的配置。
<5.应用例>
接下来，参照图19和图20对包括具有荧光体轮10A(或荧光体轮10B、10C、10D、10E、10F、10G和10H中的任一个)的光源设备1的投影显示设备(投影仪1000和2000)进行描述。图19例示了通过反射型液晶面板(LCD)进行光调制的反射型3LCD投影仪(投影仪1000)。图20例示了通过透射型液晶面板(LCD)进行光调制的反射型3LCD投影仪(投影仪2000)。应注意，根据本公开内容的投影显示设备也可以应用于例如使用数字微镜装置(DMD)等代替反射型液晶面板和透射型液晶面板的投影仪。
(应用例1)
图19示出了通过反射型液晶面板(LCD)进行光调制的反射型3LCD投影仪1000的配置示例。投影仪1000例如依次包括前述第一实施方式中描述的光源设备1、照明光学系统2、图像形成单元3和投影光学系统4。应注意，照明光学系统2和图像形成单元3对应于本公开内容的图像生成光学系统的具体示例。
例如，照明光学系统2从靠近光源设备1的位置起包括复眼透镜1210(1210A和1210B)、偏振转换装置1220、透镜1230、分色镜1240A和1240B、反射镜1250A和1250B、透镜1260A和1260B、分色镜1270、和偏光板1280A至1280C。
复眼透镜1210(1210A和1210B)使来自光源设备1的透镜65的白光的照度分布均匀。偏振转换装置1220用于将入射光的偏振轴定向到预定方向。例如，偏振转换装置1220将P偏振光以外的光转换为P偏振光。透镜1230将来自偏振转换装置1220的光朝向分色镜1240A和1240B会聚。分色镜1240A和1240B选择性地反射预定波长范围内的光，并选择性地允许所述预定波长范围以外的波长范围内的光穿过。例如，分色镜1240A主要将红光反射到反射镜1250A的方向。此外，分色镜1240B主要将蓝光反射到反射镜1250B的方向。因此，绿光穿过分色镜1240A和1240B被引导到成像单元3的反射偏振板1310C(稍后描述)。反射镜1250A将来自分色镜1240A的光(主要是红光)朝向透镜1260A反射，反射镜1250B将来自分色镜1240B的光(主要是蓝光)朝向透镜1260B反射。透镜1260A允许来自反射镜1250A的光(主要是红光)穿过，并将光会聚到分色镜1270。透镜1260B允许来自反射镜1250B的光(主要是蓝光)穿过，并将光会聚到分色镜1270。分色镜1270选择性地反射绿光，并且选择性地允许绿光以外的波长范围的光穿过。在此，分色镜1270允许来自透镜1260A的光的红光分量穿过。在来自透镜1260A的光中包括绿光分量的情况下，分色镜1270将绿光分量朝向偏光板1280C反射。偏光板1280A至1280C包括具有预定偏光轴的偏光器。例如，在偏振转换装置1220中执行转换为P偏振光的情况下，偏振板1280A至1280C允许P偏振光穿过，并反射S偏振光。
图像形成单元3包括反射偏振板1310A至1310C、反射型液晶面板1320A至1320C、和二向色棱镜1330。
反射偏振板1310A至1310C分别允许具有与来自偏振板1280A至1280C的偏振光的偏振轴相同的偏振轴的光(例如，P偏振光)穿过，并反射具有任何其他偏振轴的光(S偏振光)。具体地，反射偏振板1310A允许来自偏振板1280A的P偏振红光朝向反射型液晶面板1320A的方向透射。反射偏振板1310B允许来自偏振板1280B的P偏振蓝光朝向反射型液晶面板1320C的方向透射。反射偏光板1310C允许来自偏光板1280C的P偏振绿光朝向反射型液晶面板1320C的方向透射。此外，已经穿过分色镜1240A和1240B进入反射偏振板1310C的P偏振绿光原样穿过反射偏振板1310C而进入二向色棱镜1330。此外，反射偏振板1310A反射来自反射型液晶面板1320A的S偏振红光，使S偏振红光进入二向色棱镜1330。反射偏振板1310B反射来自反射型液晶面板1320C的S偏振蓝光，使S偏振蓝光进入二向色棱镜1330。反射偏振板1310C反射来自反射型液晶面板1320C的S偏振绿光，使S偏振绿光进入二向色棱镜1330。
反射型液晶面板1320A至1320C分别进行红光、蓝光和绿光的空间调制。
二向色棱镜1330将入射的红光、入射的蓝光和入射的绿光合成，并将合成光朝向投影光学系统4输出。
投影光学系统4例如包括多个透镜(透镜L1410至L1450)和反射镜M1400。投影光学系统4将从图像形成单元3输出的光放大并将放大的光投射到屏幕1500等上。
(光源设备和投影仪的操作)
接下来，参照图6和图19给出包括光源设备1的投影仪1000的操作。
首先，激发光EL从光源单元1110朝向PBS 1112振荡。激发光EL被PBS 1112反射，然后依次透射通过四分之一波片1113和聚光光学系统1114，以施加至荧光体轮10A。
在荧光体轮10A(例如，荧光体轮10AA)中，一些激发光EL(例如，蓝光)在荧光体层12中被吸收并转换成预定波段的光(荧光FL；例如，黄光)。在荧光体层12中发射的荧光FL与一些未被荧光体层12吸收的激发光EL一起扩散并反射到聚光光学系统1114的一侧。结果，在荧光体轮10A中，荧光FL和一些激发光EL被复用以产生白光，并且白光(复用光Lw)朝向聚光光学系统1114输出。
此后，复用光Lw透射通过聚光光学系统1114和四分之一波片1113，被PBS 1112反射，并进入照明光学系统2。
来自光源设备1的复用光Lw(白光)依次穿过复眼透镜1210(1210A和1210B)、偏振转换装置1220和透镜1230，然后到达分色镜1240A和1240B。
主要是红光R被分色镜1240A反射，并且红光R依次经过反射镜1250A、透镜1260A、分色镜1270、偏光板1280A和反射偏光板1310A，以到达反射型液晶面板1320A。红光R在反射型液晶面板1320A中被空间调制，随后被反射型偏光板1310A反射而进入二向色棱镜1330。应注意，在通过分色镜1240A反射到反射镜1250A的光包括绿光分量的情况下，绿光分量被分色镜1270反射，并穿过偏光板1280C和反射偏光板1310C，以到达反射型液晶面板1320C。在分色镜1240B中，主要是蓝光B被反射，并通过类似的过程进入二向色棱镜1330。已经穿过分色镜1240A和1240B的绿光G也进入二向色棱镜1330。
进入二向色棱镜1330的红光、蓝光和绿光被合成为图像光，并且该图像光被输出到投影光学系统4。投影光学系统4将来自图像形成单元3的图像光放大，并将放大的图像光投射到屏幕1500等上。
(应用例2)
图20是通过透射型液晶面板(LCD)进行光调制的透射型3LCD投影显示设备(投影仪2000)的配置示例的示意图。投影仪2000例如包括光源设备1、照明光学系统6、成像单元7和投影光学系统8。
照明光学系统6例如包括积分器装置1610、偏振转换装置1620和会聚透镜1630。积分器装置1610包括第一复眼透镜1610A和第二复眼透镜1610B。第一复眼透镜1610A包括二维布置的多个微透镜，并且第二复眼透镜1610B包括与第一复眼透镜1610A的微透镜一一对应布置的多个微透镜。
从光源设备1入射到积分器装置1610的光(平行光)被第一复眼透镜1610A的微透镜分割成多个光通量，每个光通量的图像形成在第二复眼透镜1610B的相应一个微透镜上。第二复眼透镜1610B的每个微透镜用作二次光源，并且具有均匀亮度的多个平行光束作为入射光施加到偏振转换装置1620。
积分器装置1610的功能是将从光源设备1施加到偏振转换装置1620的入射光作为整体以均匀的亮度分布布置。
偏振转换装置1620的功能使通过积分器装置1610等入射在其上的入射光的偏振状态对准。偏振转换装置1620例如通过设置在光源设备1的输出侧上的透镜等将包括蓝光B、绿光G和红光R的输出光输出。
照明光学系统6进一步包括分色镜1640A、分色镜1640B、反射镜1650A、反射镜1650B、反射镜1650C、中继透镜1660A、中继透镜1660B、场透镜1670A、1670B、场透镜1670C、作为图像形成单元7的液晶面板1710A、1710B和1710C，以及二向色棱镜1720。
分色镜1640A和分色镜1640B具有选择性地反射预定波长范围内的彩色光并且允许预定波长范围以外的波长范围内的光通过的特性。例如，分色镜1640A选择性地反射红光R。分色镜1640B选择性地反射穿过分色镜1640A的绿光G和蓝光B中的绿光G。剩余的蓝光B穿过分色镜1640B。因此，从光源设备1发射的光(例如，白色复用光Lw)被分离成具有不同颜色的多个彩色光束。
分离出的红光R被反射镜1650A反射，穿过场透镜1670A后变为平行光，然后进入液晶面板1710A以进行红光调制。绿光G穿过场透镜1670B后变为平行光，然后进入液晶面板1710B以进行绿光调制。蓝光B穿过中继透镜1660A，被反射镜1650B反射，进而穿过中继透镜1660B，并被反射镜1650C反射。被反射镜1650C反射的蓝光B穿过场透镜1670C后变为平行光，然后进入液晶面板1710C以对蓝光B进行调制。
液晶面板1710A、1710B和1710C电耦接至供应包括图像信息的图像信号的未示出的信号源(例如，PC等)。液晶面板1710A、1710B和1710C基于提供的各个颜色的图像信号调制每个像素中的入射光，以分别生成红色图像、绿色图像和蓝色图像。各个颜色的调制光束(所形成的图像)进入二向色棱镜1720以进行合成。二向色棱镜1720将从三个方向入射的各种颜色的光束相互叠加以合成光束，并将该合成光束输出到投影光学系统8。
投影光学系统8例如包括多个透镜等。投影光学系统8将从图像形成单元7输出的光放大并将光投射到屏幕1500上。
尽管已经参照第一至第三实施方式、变形例1至8以及应用例给出了描述，但是本公开内容不限于前述实施方式等，并且可以以多种方式进行修改。例如，在前述实施方式等中描述的各个构件的材料等仅是示例性的而非限制性的，并且可以使用任何其他材料。
此外，尽管变形例1至7被描述为各个要件与第三实施方式的配置组合的示例，但是本公开内容不限于此，各个要件可以与第一实施方式或第二实施方式的配置组合。此外，变形例1至7可以彼此组合。例如，变形例5描述了使用分别形成的三个散热构件53A、53B和53C的示例；然而，例如，三个散热构件53A、53B和53C可以与变形例1的鳍片532a、532b和532c一体地形成。此外，变形例7描述了仅在轮基板91的背表面(表面91S2)侧上设置多个散热构件93的透射型荧光体轮10H；然而，例如，也可以如变形例6那样在轮基板91的前表面(表面91S1)侧上设置多个散热构件。
此外，作为根据本公开内容的投影显示设备，可以配置除上述投影仪以外的设备。另外，根据本公开内容的光源设备可用于除投影显示设备以外的设备。例如，根据本公开内容的光源设备1可用于照明，并且适用于例如用于汽车的前灯的光源或用于照明的光源。
应注意，本技术可具有以下配置。根据具有以下配置的技术，可以在抑制重量增加的同时通过热扩散效应降低荧光体层的温度。因此，可以提高散热效率。应注意，在此描述的效果不一定是限制性的，并且可以提供本公开内容中描述的任何效果。
(1)一种光源设备，包括：
支撑基板，所述支撑基板在一个表面上具有荧光体层；
驱动单元，所述驱动单元旋转驱动所述支撑基板；
第一支撑构件，所述第一支撑构件与所述支撑基板的所述一个表面相反的另一表面面对面布置；
多个第一散热构件，所述多个第一散热构件的散热性能根据与所述荧光体层的距离而各不相同，所述多个第一散热构件同心圆状地设置在所述支撑基板的所述另一表面上；和
多个第二散热构件，所述多个第二散热构件同心圆状地设置在所述多个第一支撑构件的面向所述支撑基板的表面上，所述多个第二散热构件与所述多个第一散热构件交替地布置。
(2)
根据(1)所述的光源设备，其中，在所述多个第一散热构件中，所述荧光体层附近的第一散热构件的散热性能高于其他第一散热构件的散热性能。
(3)
根据(2)所述的光源设备，其中，所述荧光体层附近的所述第一散热构件的厚度大于所述其他第一散热构件的厚度。
(4)
根据(2)或(3)所述的光源设备，其中，所述多个第一散热构件的厚度随着距所述荧光体层的距离的增加而减小。
(5)
根据(2)至(4)中任一项所述的光源设备，其中，所述荧光体层附近的所述第一散热构件的长度大于所述其他第一散热构件的长度。
(6)
根据(2)至(5)中任一项所述的光源设备，其中，所述多个第一散热构件的高度随着距所述荧光体层的距离的增加而减小。
(7)
根据(1)至(6)中任一项所述的光源设备，其中，所述支撑基板和所述多个第一散热构件分开形成。
(8)
根据(1)至(6)中任一项所述的光源设备，其中，所述多个第一散热构件与所述支撑基板一体地形成。
(9)
根据(1)至(8)中任一项所述的光源设备，其中，所述多个第一散热构件布置成避开所述荧光体层的形成区域。
(10)
根据(1)至(9)中任一项所述的光源设备，其中
所述荧光体层具有环形形状，并且
所述光源设备进一步包括：
一个或多个第三散热构件，所述一个或多个第三散热构件与所述荧光体层同心圆状地设置在所述支撑基板的所述一个表面上，
第二支撑构件，所述第二支撑构件与所述支撑基板的所述一个表面面对面布置，以及
一个或多个第四散热构件，所述一个或多个第四散热构件面对所述一个或多个第三散热构件，所述一个或多个第四散热构件设置在所述第二支撑构件的面向所述支撑基板的表面上。
(11)
根据(10)所述的光源设备，其中，在所述多个第三散热构件中，所述荧光体层附近的第三散热构件的散热性能高于其他第三散热构件的散热性能。
(12)
根据(11)所述的光源设备，其中，所述荧光体层附近的所述第三散热构件的厚度大于所述其他第三散热构件的厚度。
(13)
根据(11)或(12)所述的光源设备，其中，所述多个第三散热构件的厚度随着距所述荧光体层的距离的增加而减小。
(14)
根据(11)至(13)中任一项所述的光源设备，其中，所述荧光体层附近的所述第三散热构件的长度大于所述其他第三散热构件的长度。
(15)
根据(11)至(14)中任一项所述的光源设备，其中，所述多个第三散热构件的高度随着距所述荧光体层的距离的增加而减小。
(16)
根据(10)至(15)中任一项所述的光源设备，其中，所述第一支撑构件和所述第二支撑构件包括在壳体中，所述壳体容纳具有所述荧光体层的支撑基板、所述多个第一散热构件、以及所述一个或多个第三散热构件。
(17)
根据(16)所述的光源设备，其中，所述壳体的外侧进一步具有散热结构。
(18)
根据(16)或(17)所述的光源设备，其中，所述壳体具有密封结构。
(19)
根据(16)至(18)中任一项所述的光源设备，其中，所述壳体中进一步密封有氦气。
(20)一种投影显示设备，包括：
光源设备；
图像生成光学系统，所述图像生成光学系统通过基于输入的图像信号调制来自所述光源设备的光而生成图像光；和
投影光学系统，所述投影光学系统投影由所述图像生成光学系统生成的图像光，
所述光源设备包括：
支撑基板，所述支撑基板在一个表面上具有荧光体层；
驱动单元，所述驱动单元旋转驱动所述支撑基板；
第一支撑构件，所述第一支撑构件与所述支撑基板的所述一个表面相反的另一表面面对面布置；
多个第一散热构件，所述多个第一散热构件的散热性能根据与所述荧光体层的距离而各不相同，所述多个第一散热构件同心圆状地设置在所述支撑基板的所述另一表面上；和
多个第二散热构件，所述多个第二散热构件同心圆状地设置在所述多个第一支撑构件的面向所述支撑基板的表面上，所述多个第二散热构件与所述多个第一散热构件交替地布置。
本申请要求于2019年6月10日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2019-108135的权益，通过引用将该日本专利申请的整体内容并入本申请。
本领域技术人员应理解的是，可根据设计需要和其他因素出现各种修改、组合、子组合和替代，只要它们落在所附权利要求书或其等同物的范围内即可。

Claims (20)

1.一种光源设备，包括：
支撑基板，所述支撑基板在一个表面上具有荧光体层；
驱动单元，所述驱动单元旋转驱动所述支撑基板；
第一支撑构件，所述第一支撑构件与所述支撑基板的所述一个表面相反的另一表面面对面布置；
多个第一散热构件，所述多个第一散热构件的散热性能根据与所述荧光体层的距离而各不相同，所述多个第一散热构件同心圆状地设置在所述支撑基板的所述另一表面上；和
多个第二散热构件，所述多个第二散热构件同心圆状地设置在所述多个第一支撑构件的面向所述支撑基板的表面上，所述多个第二散热构件与所述多个第一散热构件交替地布置。
2.根据权利要求1所述的光源设备，其中，在所述多个第一散热构件中，所述荧光体层附近的第一散热构件的散热性能高于其他第一散热构件的散热性能。
3.根据权利要求2所述的光源设备，其中，所述荧光体层附近的所述第一散热构件的厚度大于所述其他第一散热构件的厚度。
4.根据权利要求2所述的光源设备，其中，所述多个第一散热构件的厚度随着距所述荧光体层的距离的增加而减小。
5.根据权利要求2所述的光源设备，其中，所述荧光体层附近的所述第一散热构件的长度大于所述其他第一散热构件的长度。
6.根据权利要求2所述的光源设备，其中，所述多个第一散热构件的高度随着距所述荧光体层的距离的增加而减小。
7.根据权利要求1所述的光源设备，其中，所述支撑基板和所述多个第一散热构件分开形成。
8.根据权利要求1所述的光源设备，其中，所述多个第一散热构件与所述支撑基板一体地形成。
9.根据权利要求1所述的光源设备，其中，所述多个第一散热构件布置成避开所述荧光体层的形成区域。
10.根据权利要求1所述的光源设备，其中，
所述荧光体层具有环形形状，并且
所述光源设备进一步包括：
一个或多个第三散热构件，所述一个或多个第三散热构件与所述荧光体层同心圆状地设置在所述支撑基板的所述一个表面上，
第二支撑构件，所述第二支撑构件与所述支撑基板的所述一个表面面对面布置，以及
一个或多个第四散热构件，所述一个或多个第四散热构件面对所述一个或多个第三散热构件，所述一个或多个第四散热构件设置在所述第二支撑构件的面向所述支撑基板的表面上。
11.根据权利要求10所述的光源设备，其中，在所述多个第三散热构件中，所述荧光体层附近的第三散热构件的散热性能高于其他第三散热构件的散热性能。
12.根据权利要求11所述的光源设备，其中，所述荧光体层附近的所述第三散热构件的厚度大于所述其他第三散热构件的厚度。
13.根据权利要求11所述的光源设备，其中，所述多个第三散热构件的厚度随着距所述荧光体层的距离的增加而减小。
14.根据权利要求11所述的光源设备，其中，所述荧光体层附近的所述第三散热构件的长度大于所述其他第三散热构件的长度。
15.根据权利要求11所述的光源设备，其中，所述多个第三散热构件的高度随着距所述荧光体层的距离的增加而减小。
16.根据权利要求10所述的光源设备，其中，所述第一支撑构件和所述第二支撑构件包括在壳体中，所述壳体容纳具有所述荧光体层的支撑基板、所述多个第一散热构件、以及所述一个或多个第三散热构件。
17.根据权利要求16所述的光源设备，其中，所述壳体的外侧进一步具有散热结构。
18.根据权利要求16所述的光源设备，其中，所述壳体具有密封结构。
19.根据权利要求16所述的光源设备，其中，所述壳体中进一步密封有氦气。
20.一种投影显示设备，包括：
光源设备；
图像生成光学系统，所述图像生成光学系统通过基于输入的图像信号调制来自所述光源设备的光而生成图像光；和
投影光学系统，所述投影光学系统投影由所述图像生成光学系统生成的图像光，
所述光源设备包括：
支撑基板，所述支撑基板在一个表面上具有荧光体层；
驱动单元，所述驱动单元旋转驱动所述支撑基板；
第一支撑构件，所述第一支撑构件与所述支撑基板的所述一个表面相反的另一表面面对面布置；
多个第一散热构件，所述多个第一散热构件的散热性能根据与所述荧光体层的距离而各不相同，所述多个第一散热构件同心圆状地设置在所述支撑基板的所述另一表面上；和
多个第二散热构件，所述多个第二散热构件同心圆状地设置在所述多个第一支撑构件的面向所述支撑基板的表面上，所述多个第二散热构件与所述多个第一散热构件交替地布置。
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